Potensial og barrierer for fornybar energi

Potensial og barrierer for fornybar energi Aage Stangeland, Bellona, 30. mai 2007 * Oppsummering Fornybare energikilder dekker i dag 13 prosent av det globale energibehovet. Det forventes en kraftig økning i fornybar energiproduksjon fremover, men det forventes også en like kraftig økning i globalt energibehov. Dette vil medføre at fornybar energi kun får en liten økning i andelen av totale energiproduksjon frem mot 2030. De mest aktuelle kilder for fornybar energi er vindenergi, solenergi, biomasse, vannkraft, bølgekraft, tidevann og geotermisk varme. Et fellestrekk for slike kilder er at det realiserbare potensialet er langt lavere enn det teoretiske potensialet. En vurdering av potensialet for energiproduksjon fra fornybare energikilder må baseres på analyser av barrierer og miljøkonsekvensene knyttet til de ulike energikildene. Realisering av økt fornybar energiproduksjon bremses av økonomiske, tekniske, arealmessige, sosiale og miljømessige barrierer. Tekniske, miljømessige og sosiale barrierer knyttet til fornybar energi tilsier at fossile energikilder vil være den dominerende energikilden også i 2030. Ifølge det Internasjonale Energibyrået, IEA, kan 16 prosent av globalt energibehov i 2030 dekkes av fornybare energikilder. En storstilt satsing på fornybar energi kan resultere i mer fornybar energi enn det IEA legger opp til. Dette vil kreve etablering av virkemidler og økonomiske insentiver som reduserer de økonomiske barrierene knyttet til fornybar energiproduksjon. 1. Introduksjon Ifølge FNs klimapanel (IPCC) vil økte utslipp av klimagasser medføre at gjennomsnittlig global temperatur øker med 1,1 til 6,4 o C i det 21. århundre [1]. En temperaturøkning på over 2 o C vil medføre alvorlige konsekvenser og ifølge IPCC bør det derfor iverksettes tiltak for å redusere globale CO 2 -utslipp med 50 til 80 prosent innen 2050 [2]. En åpenbar strategi for å redusere CO 2 - utslipp er å erstatte fossil energiproduksjon med fornybar energi. Fornybare energikilder dekker i dag 13 prosent av verdens energibehov. Resten dekkes av fossile kilder (81 prosent) og kjernekraft (6 prosent) [3]. Det forventes en kraftig økning i fornybar energiproduksjon fremover mot 2030, men det forventes samtidig en betydelig økning i globalt energibehov. Økningen i globalt energibehov vil tilnærmet øke like kraftig som produksjonen av fornybar energi, og ifølge det Internasjonale Energibyrået, IEA, vil andelen av energibehovet som dekkes av fornybare kilder i 2030 være tilnærmet like stor som i dag. Andelen av fornybar energi kan imidlertid få en svak økning, ifølge IEA, dersom en stor satsing på energieffektivisering kan bidra til å dempe veksten i globalt energibehov. Potensialet for fornybar energi er stort, men det er også store barrierer knyttet til økt fornybar energiproduksjon. En vesentlig faktor er at energiproduksjon fra fossile kilder er billigere, for utbygger, enn fornybar energi med eksisterende teknologi og rammevilkår. Andre barrierer er arealkonflikter og regionale innvirkninger på økosystemer og biologisk mangfold. Storstilt utbygging av fornybar * Dr. Aage Stangeland, Rådgiver i Bellona, Postboks 2141 Grünerløkka, 0505 Oslo, e-post: aage@bellona.no. Dette paperet er basert på arbeid utført av tidligere Bellona-ansatt Gunnar Grini 1

energiproduksjon innenfor et kort tidsrom vil derfor kunne ha utilsiktede og store miljøkonsekvenser. Hensikten med dette paperet er å analysere potensial og barrierer for økt fornybar energiproduksjon. Metoder for vurdering av miljøkonsekvenser knyttet til fornybar energi er beskrevet i kapittel 2. Deretter beskrives potensial og barrierer for ny fornybar energiproduksjon i kapittel 3 før scenarier for fornybar energiproduksjon presenteres i kapittel 4. Konklusjonene er gitt i kapittel 5. blitt tatt hensyn til faktorer som sosial aksept, miljøhensyn, arealhensyn og eventuelle andre markedsbarrierer. Realiserbart potensial: Det energipotensial som kan realiseres innen et gitt tidsrom. Dette er avhengig av økonomiske forhold og produksjonskapasitet på det globale markedet. 2. Metoder for vurdering av potensialet for fornybar energi Realisering av ny fornybar energiproduksjon bremses av økonomiske, tekniske, arealmessige, sosiale og miljømessige barrierer. En vurdering av potensialet for fornybar energi må baseres på en analyse av hvor mye energi som faktisk kan realiseres fra ulike kilder og miljøkonsekvensene knyttet til dette. Sentrale elementer i en slik analyse er etablering av metoder for fremskrivninger av energiproduksjon og metoder for beregning og vekting av miljøkonsekvenser. 2.1. Begreper for energipotensial Det er viktig å skille mellom hva som er teoretisk potensial og realiserbar energiproduksjon. Ifølge Howes vil det [4] teoretiske potensialet for ny energiproduksjon begrenses av hensyn til hva som er mest økonomisk lønnsomt til enhver tid, miljø- og arealhensyn og interessekonflikter med andre næringer. de Noord et al. [5] skiller mellom teoretisk, teknisk, realistisk og realiserbart potensial for energiproduksjon, se figur 1. Begrepene kan kort forklares som: Teoretisk potensial: Den totale fysiske energimengden for en gitt energikilde. Teknisk potensial: Den energimengden som kan utnyttes med dagens teknologi. Realistisk potensial: Den energimengden det er realistisk å utnytte etter at det har Figur 1 Skjematisk beskrivelse av begreper for energipotensial. Felles for de fornybare energikildene er at det realiserbare potensialet er langt lavere enn det teoretiske potensialet. Til tross for et teoretisk potensial for solenergi på cirka 15000 ganger verdens årlige energibehov [6], vil solenergi sannsynligvis dekke langt mindre enn 1 prosent av globalt energibehov i 2030 [3]. Det tekniske potensialet for vindkraft på verdensbasis er på nærmere 500 000 TWh per år [7], dvs. nesten 4 ganger mer enn verdens totale energibehov. Dette forutsetter imidlertid at 23 prosent av verdens ledige landareal tas i bruk til vindkraft, noe som verken er sosialt akseptert eller teknisk og økonomiske mulig. Eksemplene over viser at det er viktig å være bevisst på hva som er teoretisk og realiserbart potensial. Tilgjengelig litteratur viser svært varierende estimater for hva som kan realiseres av ny fornybar energiproduksjon. Det er derfor viktig å være klar 2

over hvilke forutsetninger som ligger til grunn for de estimater som finnes i litteraturen. 2.2. Metoder for vurdering av miljøkonsekvenser En livssyklusanalyse (LCA) beskriverer miljøaspekter og potensielle miljøpåvirkninger gjennom en verdikjede eller et produkts livsløp. LCA omfatter anskaffelse av råvarer, produksjon, bruk og avhending, i henhold til ISO standard 14040 [8]. Det har blitt utført flere ulike typer LCA på energiproduksjon. Formålet med analysene har vært å sammenligne miljøbelastningene fra ulike former for energiproduksjon samt å bestemme hvilke prosesser ved energiproduksjonen som gir høyest miljøbelastning. Det er vanlig å introdusere underkategorier for miljøeffekter. Hvilke som benyttes i en LCA er helt avhengig av hva som undersøkes, hvilken metode som benyttes i analysen og hvilket fokus analysen har. En mye benyttet metode for beregning av miljøbelastning er Eco-Indicator 99 som er utviklet av PRé Consultants i samarbeid med nederlandske og sveitsiske myndigheter. Metoden kombinerer ulike miljøbelastninger i en verdikjede i tre kategorier; helse, ressurser og kvalitet av økosystem [9]. Resultatene fra disse tre kategoriene kan kombineres til en enkelt parameter som beskriver produktets eller verdikjedens miljøpåvirkning. Ved sammenligning av miljøeffekter fra ulike alternativer for energiproduksjon må det brukes metoder som gir et riktig sammenligningsgrunnlag. Et eksempel på en slik metode er Holdrens konsekvenskjede [10]. Denne metoden baseres på konsekvenskjeder tilpasset spesielle verdikjeder hvor det er et standard forhold mellom årsak og virkning for miljøbelastning. Metoden er illustrert i figur 2. Et sentralt tema i LCA er hvordan ulike miljøeffekter skal vektes opp mot hverandre [11]. Dette vil være avhengig av hva som til enhver tid oppfattes som viktige og mindre viktige miljøproblemer, noe som både varierer over tid, sted og fra person til person. Figur 2 - Konsekvenskjeder for ulike kategorier av miljøbelastninger [10]. 3

I tillegg er det vanlig å skille mellom lokale, regionale og globale miljøbelastninger. Eksempler på dette er henholdsvis forringelse av lokale habitater (lokalt), forsuring av en større innsjø (regionalt) og global oppvarming (globalt). Når man foretar valg av hvilke energikilder og -løsninger man skal satse på i fremtiden er det viktig å kjenne til de ulike miljøeffektene som kan oppstå for de forskjellige alternativene. Et problem er at det kan være vanskelig å bruke ulike livssyklusanalyser som sammenligningsgrunnlag, både fordi valg av systemgrenser, metode for vektig av miljøeffekter og kulturelle eller lokale forhold kan tilsi favorisering av en gitt energikilde [12]. Kraftproduksjon i et vassdrag vil for eksempel kunne regnes som mindre miljøbelastende i et område hvor kun en liten del av vannkraftressursene er utbygget enn der urørt natur er en mangelvare. 2.3. Metoder for kvantifisering av miljøeffekter 2.3.1. Biotopmetoden Det svenske energiselskapet Vattenfall har utviklet en metode for å kvantifisere miljøeffekter med hensyn på tap av biologisk mangfold ved energiproduksjon. Den såkalte biotopmetoden baserer seg på å undersøke antall kvadratmeter biotoper som påvirkes i et område ved energiproduksjon. Metoden benytter følgende oppdeling av biotoper: Kritiske biotoper: Biotoper som huser eller har potensial til å huse rødlistearter, dvs. arter som står i fare for å bli utryddet. Spesielle biotoper: Biotoper som avviker fra omkringliggende miljøer ved høyt artsmangfold, rikdom på nøkkelarter og/eller forekomst av uvanlige arter. Uten biotoper: Arealer uten forutsetning for biologisk produksjon (det vil si allerede utbygde områder osv). Allmenne biotoper: Øvrige biotoper, det vil si de som ikke kan henføres til de øvrige kategoriene. Biotopmetoden forutsetter evaluering av areal (m 2 ) og areal per produsert energienhet (m 2 /kwh) før og etter energiproduksjon i et område. Formålet er å kunne kvantifisere miljøbelastningen fra arealbruk [13]. 2.3.2. CV-metoden Norske Statkraft har valgt en tilnærming som fokuserer på miljøkostnader for å dokumentere miljøbelastninger fra fornybare energiprosjekter. Den såkalte CV-metoden (Contingent Valuation) tar sikte på å verdsette miljøbelastninger ut fra betalingsvilje for miljøgoder. CV-metoden kan deles inn i fire deler [14] : 1) Beskrive mengde og kvalitet av berørte miljøgoder med og uten prosjektet. 2) Beskrive miljøeffektene av prosjektet. 3) Beskrive en realistisk betalingsmetode, for eksempel påslag i strømregningen. 4) Identifisere betalingsvilje for å unngå de beskrevne miljøeffektene. Dette kan måles opp mot energimengden som produseres og kvantifiseres med enheten øre/kwh. CV-metoden tar ikke hensyn til at betalingsviljen kan forandres over tid. Metoden vurderer heller ikke hvordan man skal veie betalingsviljen til personer som blir direkte berørt av utbyggingen opp mot folk som kan forholde seg til utbyggingen på avstand, men allikevel nyter godt av energien som produseres. Metoden tar heller ikke hensyn til at fattige og ressurssvake mennesker ofte ikke har noen betalingsvillighet i det hele tatt, og da vil ikke deres miljøbelastning kunne kvantifiseres ved CVmetoden. 3. Potensial og barrierer for fornybar energi Med metodikken presentert i kapittel 2 som underlag er det mulig å analysere fremtidig energiproduksjon med hensyn på energikilder, miljøbelastninger og økonomiske konsekvenser. Dette vil igjen danne grunnlag for hvilke energikilder som kan bidra til å dekke fremtidig energibehov. 4

En overgang til kun fornybare energikilder avhenger av teknologiutvikling for å øke energiproduksjonen per arealenhet. Et annet viktig moment er hva som til enhver tid gjøres lønnsomt gjennom økonomiske virkemidler og rammevilkår. Økt fornybar energiproduksjon må også vurderes i forhold til tilgjengelig arbeidskraft og investeringer i infrastruktur. Fornybar energiproduksjon vil gi miljøbelastninger, og disse belastningene kan bli større etter hvert som utbyggingen blir mer omfattende. Økt produksjon av fornybar energi må gjennomføres slik at miljøkonsekvensene blir minimale. 3.1. Vindenergi All energiproduksjon krever bruk av areal. I miljøsammenheng er dette en ressurs som må veies opp mot andre ressursuttak og miljøbelastninger. Arealforbruk vil kunne ha betydning for dyreliv og flora og naturopplevelser. I et overordnet perspektiv er det derfor av interesse å finne ut hvor mye areal som benyttes per kwh produsert energi og hvor stort areal som må benyttes for å produsere nok kraft til å erstatte fossile energikilder og kjernekraft. En studie fra de Noord et al. [5] har anslått at det i EU-15 * og Norge til sammen er et areal på 14 700 km 2 egnet for vindkraftproduksjon. Potensialet for kraftproduksjon per arealenhet kan analyseres fra planlagte prosjekter. Smøla Vindpark har et samlet båndareal på 36,2 km 2 og totalt 300 MW installert effekt, noe som gir en effekttetthet på 8,3 MW/km 2 [15]. For Bessakerfjellet Vindpark regner man med et båndlagt areal på 3,5 km 2 og en installert effekt på 50 MW, altså en effekttetthet på 14,3 MW/km 2 [16]. Fra disse to eksemplene er det rimelig å anta en gjennomsnittlig installert effekt på 10 MW/km 2. Dette tilsier at potensialet for onshore vindkraft i EU-15 er 147 GW installert effekt. Til sammenligning vil hele EU ha et kraftbehov på 1 000 GW i 2030 ifølge IEA **. Dette tilsier at onshore vindkraft kun har potensial til å dekke en liten andel av EUs kraftbehov. de Noord et al [5] har foretatt fremskrivninger for offshore kraftproduksjon hvor det konkluderes med store arealmuligheter, forutsatt små interessekonflikter med fiskerinæringen. Det realistiske potensialet beregnes til 485 TWh/år innenfor EU-15 og Norge. Dette tilsvarer rundt 13 prosent av kraftbehovet i hele EU i 2030 [3]. Begrensningen ligger her ikke i arealbegrensninger, men først og fremst i hva som er økonomisk lønnsomt, særlig i forhold til avstand fra fastlandet og kostnadene som ligger i netttilkobling. 3.2. Solenergi Solceller og termisk energiproduksjon fra solenergi nevnes ofte som løsning på verdens fremtidige behov for ren energi. Solceller krever silisium med høy renhetsgrad, og den største barrieren for kraftproduksjon fra solceller ligger i begrenset kapasitet for produksjon av ren silisium. Andre barrierer er begrenset tilgjengelig areal for solcelleparker og manglende økonomiske insentiver for solenergi. Kraftproduksjon fra solceller har hatt stor vekst de siste årene, og veksten fortventes å fortsette. På verdensbasis øker kraftproduksjonen fra solenergi med 17 prosent årlig, mens veksten i EU er på over 20 prosent per år [3]. På grunn av begrenset produksjonskapasitet forventes det en lavere vekstrate frem mot 2030. Ifølge IEA forventes det at global kraftproduksjon fra solceller vil være 60 ganger større i 2030 enn i 2004 [3]. Dette medfører at solenergi vil ha en andel av total kraftproduksjon på 0,8 prosent i 2030. Til tross for kraftig vekst i kraftproduksjon fra solceller utgjør dette altså en liten produksjon i forhold til det totale kraftbehovet. Dersom et sterkere rammeverk med de riktige økonomiske * EU-15: De 15 land som var med i EU før utvidelsen 1. mai 2004. ** Alle referanser til IEA i kapittel 3 gjelder IEAs Alternative Policy Scenario [3]. 5

insentiver etableres, kan det imidlertid forventes langt sterkere vekst i produksjon av solenergi enn det IEA anslår. Det ligger godt til rette for elektrisitetog varmeproduksjon på tak og fasader i bygningsmassen. IEA [17] dokumenterer et utnyttbart areal i bygningsmassen på 9 300 km 2 for noen utvalgte land, se tabell 1. Det anslås at dette arealet kan brukes til kraftproduksjon tilsvarende 43 prosent av det totale elektrisitetsbehovet i bygningsmassen. For solenergi vil det altså ikke nødvendigvis være arealbehov som blir den begrensende faktoren for kraftproduksjon. Her vil teknologiutvikling for økt virkningsgrad i installasjonene og økonomisk lønnsomhet være den begrensende faktoren i årene som kommer. 3.3. Vannkraft Vannkraft dekker allerede 16 prosent av det globale kraftbehovet [3]. I deler av verden er det allerede bygd ut mye vannkraft, og miljømessige barrierer begrenser videre utbygging. Flere steder er det imidlertid et stort potensial for nye utbyggingsprosjekter, men dette potensialet er ikke tilstrekkelig til å dekke veksten i globalt energibehov. Ifølge IEA vil andelen av globalt kraftbehov som dekkes av vannkraft svakt reduseres frem mot 2030 [3]. Utbygging av vannkraftprosjekter medfører ofte betydelige naturinngrep. Et eksempel på dette er verdens største vannkraftverk, Tre Kløfter i Kina. Kraftverket ble åpnet i 2007 og produserer 85 TWh per år. I forbindelse med oppdemming av Yangtze-elven og bygging av vannmagasin ble 1,2 millioner mennesker tvangsflyttet og landsbyer ble lagt under vann. En stor andel av de som ble tvangsflyttet var bønder som nå er tvunget til å finne seg annet arbeid. Prosjektet har således store sosiale konsekvenser. Land Tabell 1. Teknisk potensial for bygningsintegrert elektrisitetsproduksjon [17]. Areal tilgjengelig for kraftproduksjon på tak og fasader (km 2 ) Realistisk potensial for elektrisitetsproduksjon fra sol (TWh/år) Årlig elektrisitetsforbruk i bygningsmassen (TWH/år) Andel av kraftbehov dekket av solenergi (%) Australia 580 84 182 46 Canada 1325 152 495 31 Danmark 121 11 34 32 Finland 160 15 77 19 Italia 1050 127 282 45 Japan 1328 147 1013 15 Nederland 356 32 99 32 Spania 617 86 180 48 Storbritannia 1257 105 344 31 Sverige 300 27 137 20 Sveits 190 18 53 34 Tyskland 1782 160 531 30 USA 1258 2081 3603 58 Østerrike 191 19 54 35 Totalt 9384 3064 7084 43 6

3.4. Bioenergi Biomasse er klimanøytralt, og dersom forbrenning av biomasse erstatter forbrenning av fossilt brensel vil dette være et positivt klimatiltak. Bioenergi og avfallsforbrenning dekker i dag 10 prosent av globalt energibehov [3], og det er potensial for økt bioenergiproduksjon, både innen oppvarming og kraftproduksjon. Ifølge IEA [3] vil global energiproduksjon fra biomasse øke med nærmere 45 prosent fra 2004 til 2030, men på grunn av den sterke økningen i globalt energibehov vil andelen av energibehovet som dekkes av bioenergi forbli tilnærmet uendret fra 2004 til 2030. I transportsektoren benyttes hovedsaklig bensin og diesel som drivstoff, med tilhørende utslipp av klimagasser. Innen OECD-landene i Europa benyttes 20 prosent av sluttforbruket av energi til drivstoff i transportsektoren [3]. Et langsiktig mål er å erstatte bensin og diesel med CO 2 -nøytralt drivstoff, som for eksempel biodrivstoff og hydrogen. EU-kommisjonen har tallfestet målsetninger på at biodrivstoff skal ha en markedsandel på 14 prosent innen 2020 [21]. Økt produksjon av bioenergi må baseres på bærekraftig uttak av biomasse. Dette innebærer at biomasse brukt til energiformål må realiseres uten negativ innvirkning på matproduksjon eller biodiversitet. Dette har allerede blitt et problem i Mexico hvor jordbruksarealer har blitt konvertert til biobrenselproduksjon for det amerikanske markedet, noe som har ført til økt pris på hvete i Mexico. 3.5. Bølge-, tidevanns- og geotermisk energi Global kraftproduksjon fra bølge- og tidevannsenergi forventes å øke fra dagens nivå på 1 TWh per år til 12 TWH pr år i 2030 [3]. Til tross for en så kraftig økning vil dette utgjøre langt mindre enn 1 promille av total global energiproduksjon. En større markedsandel begrenses spesielt av store tekniske utfordringer, men også av økonomiske utfordringer knyttet til storstilt utbygging av bølge og tidevannsenergi. Geotermisk energi har stort potensial innen oppvarming i områder hvor slik energi er lett tilgjengelig. Et godt eksempel er Island hvor en stor del av oppvarmingsbehovet dekkes av geotermisk varme. Geotermisk energi har også et betydelig potensial for produksjon av kraft og fjernvarme. Ifølge IEA kan geotermisk kraft dekke 0,6 prosent av globalt kraftbehov i 2030 [3]. 3.6. Fornybar energi kombinert med hydrogenproduksjon På lengre sikt kan hydrogen bli en viktig energibærer. EUs teknologiplattform for hydrogen og brenselceller konkluderer med at hydrogen kan få en markedsandel på opptil 50 prosent av totalt drivstofforbruk i EU i 2050 [18]. Produksjon av hydrogen krever energi og kan produseres fra en rekke ulike energikilder. Basert på en rapport fra General Motors [19] har Bellona anslått at dersom halvparten av kjøretøyene i Europas OECD-land skal gå på hydrogen i 2030 vil dette kreve 2 500 TWh pr år til hydrogenproduksjon. Dette er mer enn 50 prosent høyere enn det IEA anslår som fornybar elektrisitetsproduksjon i 2030 [3]. Selv om all fornybar kraftproduksjon skulle gå til hydrogenproduksjon ville dette ikke være tilstrekkelig for å dekke hydrogenbehovet til samferdselssektoren i OECD Europa. Ved hydrogenproduksjon fra naturgass og olje regnes klimagassutslipp som den største miljøbelastningen. En studie fra Strømman og Hertwich [20] viser at ved produksjon av hydrogen fra dampreformering av naturgass vil innføring av CO 2 -håndtering redusere klimagassutslippene med 77 prosent. Utslippene kan reduseres med ytterligere 15 prosent ved å bruke den produserte hydrogengassen som energikilde i produksjonsprosessen, se figur 3. Dette viser at hydrogenproduksjon fra vanndampsreformering med CO 2 - håndtering er en realistisk og miljøvennlig metode for produksjon av hydrogen. 7

Figur 3 Relativt globalt oppvarmingspotensial (GWP) ved hydrogenproduksjon. 3.7. Økonomiske barrierer Et problem med dagens energimarkeder er mangelen på internalisering av eksterne miljøkostnader. Fossil energiproduksjon medfører store klimagassutslipp og global oppvarming, og kostnadene av slike eksterne faktorer reflekteres dårlig i markedsprisen på energi. Dette innebærer en skjult subsidiering av fossil energi. EUs kvotehandelssystem setter en pris på CO 2 -utslipp, men eksterne miljøkostnader reflekteres kun i liten grad i dette systemet. Det er derfor behov for fiskale instrumenter og rammeverk som reflekterer den fulle kostnad av eksterne miljøkostnader. IEA har utført en fremskrivning av kostnadsreduksjon knyttet til fornybar energiproduksjon [22], og resultatene er oppsummert i figur 4 og 5. Fra disse figurene fremgår det at man regner med prisfall for alle fornybare kilder, spesielt for solcelleteknologi, i årene frem mot 2030, noe som vil øke konkurransedyktigheten til fornybare energikilder. Produksjonskostnaden for fossil energi ligger på 40-50 euro per MWh [21], det vil si et prisnivå i underkant av produksjonskostnaden for vindkraft. Ved en internalisering av eksterne klimakostnader ville vindkraft vært fullt konkurransedyktig med kraft fra fossile kilder. Økonomiske barrierer for fornybar energi kan overkommes. Dette krever at det satses betydelige ressurser på teknologi- og kompetanseutvikling slik at prisen på fornybar energiproduksjon kan reduseres ytterliggere utover det IEA skisserer i sine scenarier, jfr. Figur 4 og 5. Videre må myndighetene bidra med etablering av nødvendig infrastruktur for fornybar energi på samme måte som de har bidratt til infrastruktur for elektrisitetsnett og transport av olje og gass. I tillegg må det etableres ambisiøse juridisk og økonomisk rammebetingelser for å internalisere eksterne miljøkostnader og dermed fremme fornybar energiproduksjon. Figur 4 Kapitalkostnader for fornybar kraft i 2002 og 2030 [22]. 8

Figur 5 Produksjonskostnader for fornybar kraft i 2002 og 2030 [22]. 4. Scenario for fornybar energiproduksjon Fornybare energikilder med størst realistisk potensial omfatter biomasse, vannkraft, vindkraft, solenergi, tidevann, bølgeenergi og geotermisk energi. Fornybare energikilder dekker i dag 13 % av verdens energibehov [3]. Resten dekkes av fossile brensler og kjernekraft. 4.1. Realistisk potensial IEA har analysert hva som er realistisk potensial for fornybar elektrisitetsproduksjon i 2030 [3], se figur 6. Det totale realistiske potensialet for fornybar elektrisitetsproduksjon på verdensbasis er på omlag 30 200 TWh per år. Dette tilsvarer rundt 90 prosent av forventet globalt elektrisitetsbehov i 2030. IEA anslår at rundt en fjerdedel av det realistiske potensialet vil være realisert i 2030. Realisert fornybar energi i figur 6 er basert på IEAs alternative scenario (Alternative Policy Scenario). Dette scenariet forutsetter at virkemidler som i dag er under vurdering, vil bli implementert. Scenariet er altså ikke særlig ambisiøst i sin vurdering av helt nye virkemidler med langt sterkere økonomiske insentiv enn det som politikere vurderer i dag. Realisering av mer fornybar energi enn det IEA anslår, er fullt mulig, men det vil kreve en storstilt satsing på nye virkemidler og økonomiske insentiv som gir lønnsomhet i ny fornybar kraftproduksjon samtidig som fornybar varme erstatter høyverdig elektrisitet til oppvarmingsformål. Figur 6 Realistisk og realiserbart potensial for global elektrisitetsproduksjon. Klide for realisert potensuial i 2030: IEA Alternative Policy Scenario [3]. Kilde for realistisk potensial: IEA WEO2004 [22]. En storstilt satsing på fornybar energi kan resultere i mer fornybar energi enn IEA legger opp til, men barrierene diskutert i kapittel 3 tilsier at det realiserbare potensialet uansett er langt lavere enn det realistiske potensialet angitt i figur 6. 9

4.2. Scenario for fornybar energi i 2030 Det forventes en kraftig økning i fornybar energiproduksjon i årene fremover, men det forventes også en kraftig økning i globalt [3] energibehov. Ifølge IEA vil verdens energiforbruk øke med 1,6 prosent årlig frem mot 2030. Hele 83 prosent av veksten forventes å bli dekket av fossile energikilder [3]. IEA har publisert et referansescenario og et alternativt scenario for globalt energibehov. Referansescenarioet er et businessas-usual scenario mens det alternative scenariet forutsetter en økt satsing på energieffektivisering og fornybar energi. Disse scenariene tilsier at fornybare energikilder kun vil dekke fra 14 til 16 prosent av verdens energibehov i 2030 [3]. En detaljert analyse av scenariene er diskutert i Bellonas paper om scenarier for fremtidige energibehov og CO 2 -utslipp [23]. Globalt energibehov i 2030 fordelt på ulike energikilder er vist i figur 7. Denne figuren er basert på IEAs alternative scenario. Scenariet indikerer at i 2030 vil fornybare energikilder dekke 16 prosent av globalt energibehov. Resten vil dekkes av fossil energi (77 prosent) og kjernekraft (7 prosent). potensialet er langt lavere enn det teoretiske potensialet. En vurdering av potensialet for energiproduksjon fra fornybare energikilder må baseres på analyser av barrierer og miljøkonsekvenser knyttet til de ulike energikildene. Realisering av økt fornybar energiproduksjon bremses av økonomiske, tekniske, arealmessige, sosiale og miljømessige barrierer. Fornybare energikilder dekker i dag 13 prosent av det globale energibehovet. Det forventes en kraftig økning i fornybar energiproduksjon i årene fremover, men det forventes også en like kraftig økning i globalt energibehov. Dette medfører at fornybar energi kun vil få en liten økning i markedsandeler av det totale energibehovet. Ifølge IEAs alternative scenario vil kun 16 prosent av globalt energibehov i 2030 dekkes av fornybare energikilder. En storstilt satsing for fornybar energi kan resultere i mer fornybar energi enn IEA anslår. Dette vil kreve en storstilt satsing på nye virkemidler og økonomiske insentiv for å redusere økonomiske barrierer og dermed sikre lønnsomhet i ny fornybar kraftproduksjon. Tekniske, sosial og miljømessige barrierer tilsier imidlertid at fossil energi vil være den dominerende energikilden også i 2030. Referanser Figur 7 Primært globalt energibehov fordelt på energikilder. Klide: IEA Alternative Policy Scenario [3]. 5. Konklusjon De mest aktuelle kildene for ny fornybar energi er vindenergi, solenergi, biomasse, vannkraft, bølgekraft, tidevann og geotermisk varme. Et fellestrekk for slike fornybare energikilder er at det realiserbare 1 Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC), Climate Change 2007: The Physical Science Basis, Summary for Policymakers, February 2007, http://www.ipcc.ch/spm2feb07.pdf. 2 Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC), Climate Change 2001: Synthesis report. Cambridge University Press, Cambridge, UK, 2001, http://www.grida.no/climate/ipcc_tar/. 3 International Energy Agency (IEA), World Energy Outlook 2006, OECD and International Energy Agency report, Paris, France, 2006. 4 J. Howes, The potensial for renewable hydrogen as a transport fuel for the UK, Master Thesis, University of London, Department of Environmental Science and Technology, 2002. 10

5 M. de Noord et al, Potentials and costs for renewable electrisity generation: A data overview, Report from the Research Centre of the Netherlands (ECN), 2004. 6 H. Lekva et al, Særskilt vedlegg nr. 1 til NOU 2004:11, Hydrogen som fremtidens energibærer, NOU 2004:11, Samferdselsdepartementet, 2004. 7 M. J. Grubb, N. I. Meyer, Wind Energy, Resources, systems and regional strategies, in Renewable Energy: Sources for fuels and electricity, Ed Johansson, Kelly, Reddy and Williams, Earthscan Publications Ldt, London, 1993 8 International Organization of Standardization (ISO), Environmental management, Life cycle assessment - Principles and framework, Genève, Switzerland, 1997. 9 M. Goedkoop, R. Spriensma, The Eco-Indicator 99, A damage orientated method for life cycle impact assessment, Methodology report, PRé Consultants, Amersfoort, Nederland, 2001. 10 J. P. Holdren, Integrated Assessment for Energy- Related Environmental Standards: A Summary of Issues and Findings, Lawrence Berkeley Laboratory (LBL), LBL Report 12799, 1980. 11 R. Heijungs et al, The UNEP guide. Life Cycle assessment: What it is and how to do it, UNEP, Paris, 1996. 12 G. Finnveden, On the limitations of system boundaries in life cycle assessments, Journal of cleaner production 2, 2000 13 Vattenfall, Certifierad Miljödeklaration för el från Vattenfall AB:s svenska vindkraftverk, Vattenfall rapport S-P-00044 2003-07-01, 2003 14 EBL kompetanse, En sammenligning av norsk vannkraft med andre energibærere. Trinn 2 Miljøkostnader av norsk vannkraft, EBL publikasjon nr. 181-2004, 2004. 15 Statkraft, Smøla vindpark, Informasjonsbrosjyre om utbyggingen av Smøla Vindpark, 2000. 16 TrønderEnergi, Bessakerfjellet vindpark, Informasjonsbrosjyre om utbyggingen av Bessakerfjellet Vindpark, 2003. 17 International Energy Agency (IEA), Potential for building integrated photovoltaics, IEA report PVPS T7-4 2002, 2002, http://www.ieapvps.org 18 The EU Hydrogen and Fuel Cell Technology Platform (HFP). Strategic Research Agenda. 2005. https://www.hfpeurope.org/uploads/677/686/hf P-SRA004_V9-2004_SRA-reportfinal_22JUL2005.pdf 19 R. Chouldhury et al, GM Well-to-Wheel analysis of energy use and greenhouse gas, emissions of advanced fuel / vehicle systems A European Study, Report for General Motors, 2002. 20 A. Strømman og E, Hertwich, Edgar, Hybrid Life cycle assessment of large scale hydrogen production facilities, Working paper no. 3/2004, Norges Tekniske og Naturvitenskaplige Universitet (NTNU), Program for Industriell Økologi, 2004. 21 Commission of the European Communities, Communication from the Commission to the Council and the European Parliament Renewable Energy Road Map, COM(2006) 848 final, Brussel, Januar 2007. 22 International Energy Agency (IEA), World Energy Outlook 2004, OECD and International Energy Agency report, Paris, France, 2005. 23 A. Stangeland, Scenarier for globale CO 2 -utslipp, Bellona Paper, Oslo, Norge, 2007.link 11